la corteza terrestre
TRANSCRIPT
Sismología 1
Prof. D. Nicolás Grijalva y Ortiz
Raymundo Eric Amaro Martínez
Marco Antonio Bucio Martínez
Omar Monge Díaz
Raúl Ochoa Terán
7 de Septiembre de 2010
La Corteza Terrestre
Benemérita Universidad Autónoma de
Puebla
Facultad de Ingeniería
Colegio de Geofísica
LA CORTEZA TERRESTRE
Corteza es la zona superior de la Tierra sólida
que esta en contacto directo con la atmósfera y la
hidrosfera. La corteza terrestre presenta dos
variedades: corteza oceánica y corteza
continental.
1.- Corteza Continental 2.- Océano 3.- Manto Superior 4.-
Corteza Oceánica
. En la corteza oceánica se pueden distinguir
diversas capas.
Los sedimentos que forman la primera tienen un
espesor situado entre 0 y 4 km.
A continuación se localiza una franja de basaltos
metamorfizados que presentan entre 1,5 y 2 km de
grosor.
La tercera capa de la corteza oceánica, formada
por gabros metamorfizados, mide
aproximadamente 5 km. Cabe mencionar una
última parte queestá constituida por rocas ultra
básicas cuyo espesor ronda el medio kilómetro.
LA CORTEZA CONTINENTAL
Con un espesor medio de 35 km, la corteza
continental incrementa notablemente este valor
por debajo de grandes formaciones montañosas,
pudiendo alcanzar hasta 60-70 km. Aparece
dividida en dos zonas principales: superior e
inferior.
MODELOS DE ESTUDIO
Para el estudio de la corteza, se distinguen dos
tipos de modelos que presentan diferentes
capas, aunque coinciden en muchos puntos: el
modelo estático y el modelo dinámico.
Estos se han basado en el estudio de la
propagación de ondas sísmicas a través de la
corteza, aprovechando las lecturas producidas
por los sismos naturales que ocurren todo el
tiempo así como algunos provocados para la
extracción de algún recurso ha permitido hacer
posible determinar su grosor
MODELO ESTATICOLa corteza es la capa externa de la Tierra. Sediferencian dos partes: la corteza continental, conmateriales de composición y edad variada(pueden superar los 3.800 millones de años) y lacorteza oceánica, más homogénea y formada porrocas relativamente jóvenes desde un punto devista geológico.
Por debajo de la corteza se encuentra el manto,mucho más uniforme, pero con dos sectores decomposición ligeramente distinta: el mantosuperior, en el que destaca la presencia deolivino, y el superior, con materiales más densos,como los silicatos.
Por último, la capa más interna es el núcleo, quese caracteriza por su elevada densidad debido ala presencia de aleaciones de hierro y níquel en
MODELO DINAMICOLa capa más externa es la litosfera, que comprende la corteza y parte del manto superior. Es una capa rígida. La litosfera descansa sobre la astenosfera, que equivale a la parte menos profunda del manto. Es una capa plástica, en la que la temperatura y la presión alcanzan valores que permiten que se fundan las rocas en algunos puntos.
A continuación se encuentra la mesosfera, que equivale al resto del manto. En la zona de contacto con el núcleo se encuentra la región denominada zona D”, en la que se cree que podría haber materiales fundidos. La capa más interna es la endosfera, que comprende el núcleo interno y el núcleo externo.
Los estudios de propagación de las ondas sísmicas han puesto de manifiesto que la parte externa de la endosfera (el núcleo externo) está compuesta por
LAS FALLASFractura de origen tectónico en una masa rocosa, con desnivelación o desplazamiento relativo entre ambos bordes de la fractura.
De este modo, se encuentran en contacto terrenos de edades o de facies diferentes.
El plano a lo largo del cual ha tenido lugar el desplazamiento constituye el plano de falla; la parte visible de este plano es el frente de falla, que a veces muestra cierto pulimento debido al deslizamiento de un bloque contra el otro ( se denomina entonces espejo de falla ). El trazado de la falla sobre el terreno se denomina línea de falla
Ahora basándonos la teoría de le Tectónica de
Placas. Dicha teoría es un modelo que, en
función del tipo de borde que se forma entre cada
placa y la adyacente, explica el movimiento de
las placas litosféricas, la interacción entre éstas y
los eventos geológicos que provocan.
El sitio donde se dan estos bordes son
denominados Fallas y pueden ser básicamente
de tres tipos, según el tipo de movimiento que
tiene lugar en ellas: Divergente, Convergente o
Transformante.
FALLA DIVERGENTE
Se presenta a lo largo de una dorsal meso
oceánica, donde una placa se fractura, dando
origen a dos placas nuevas que empiezan a
separarse "empujándose" o alejándose una de la
otra; cuando tiene lugar dentro de una placa
continental da lugar a la formación de nuevos
océanos. Un ejemplo de esta falla es la que se
encuentra entre la placa Arábiga y la placa
Africana o la que se observa en la dorsal del
Océano Atlántico.
FALLA CONVERGENTESe produce cuando se encuentran dos placas que seaproximan una hacia la otra. Según el tipo de cortezapresente en cada lado de la falla se observan tres tipos deconvergencia: C. Continental-C. Oceánica, C. Oceánica-C. Oceánica y C. Continental-C. Continental.
En el primer tipo de convergencia, la corteza oceánica, porser más densa que la continental se hunde por debajo deesta última, proceso conocido como "subducción", y sefunde al llegar a la Astenósfera. Mientras que en laCorteza Continental se pliegan y levantan sedimentos,antes marinos, junto con parte de la corteza misma,produciéndose un proceso orogénico y dando lugar a unacordillera. Esta cordillera se caracteriza por exhibir unaserie de volcanes o "Arco Volcánico", producto de el flujode magma desde la corteza continental subyacente, quecon el calor producido por la fricción, se fundeascendiendo hasta la superficie. Un ejemplo de esto es la
En la convergencia entre dos corteza oceánicas,una se desliza debajo de la otra y generalmentese produce una fosa oceánica (igual que en elcaso anterior). En esta caso, la fricción de lasubducción también provoca la aparición demagma, que al ascender hasta la superficieforma consecutivamente una serie de islasvolcánicas, conocidas como "Arco de Islas". ElArco de Islas Japonés, es un ejemplo de esteproceso.
En el último caso, el choque entre dos cortezacontinentales, no ocurre el proceso desubducción. En este caso, las cortezascontinentales se funden y elevan formando unacordillera montañosa, donde no se presenta elArco Volcánico, como sucede en la cordillera deLos Himalayas.
FALLAS TRANSFORMANTES
Estas fallas se producen cuando dos placas se
desplazan una contra la otra en el plano
horizontal, bien sea en el mismo sentido o en
contrasentido una de la otra; en palabras de
Uyeda (1980) "se presenta (...) donde el
movimiento relativo de las placas es paralelo al
borde".
Pueden ser originadas bien por que en un posible
sitio de convergencia la dirección del movimiento
de las placas no sea una hacia la otra, o bien, por
el desplazamiento de una sección de una dorsal,
que al agregar nuevo material desplace en
sentido contrario a las placas. La Falla de San
PLACAS TECTONICASEl término "placa tectónica" hace referencia a lasestructuras por la cual está conformado nuestroplaneta. En términos geológicos, una placa es unaplancha rígida de roca sólida que conforma lasuperficie de la Tierra (litósfera), flotando sobre laroca ígnea y fundida que conforma el centro delplaneta (astenósfera). La litósfera tiene un grosor quevaría entre los 15 y los 200 Km., siendo más gruesaen los continentes que en el fondo marino.
Así pues una placa es un fragmento rígido delitosfera, es decir la corteza oceánica, la cortezacontinental y la parte superior del manto. La litosferaestá formada por un número reducido de placas máso menos grandes.
Estos fragmentos son rígidos, pasivos, inactivos y semueven sobre el manto. Sin embargo, en la zona de
Los límites de una placa son: La dorsal oceánica,
la fosa oceánica y determinadas fallas
transformantes. En una placa se pueden dar tres
movimientos: de separación, a lo largo de las
dorsales oceánicas, de aproximación a lo largo
de las fosas, y de deslizamiento, a lo largo de las
fallas transformantes.
Hasta el momento se han detectado 15 placas: la
del Pacífico, la Suramericana, la de
Norteamérica, la Africana, la Australiana, la de
Nazca, la de Cocos, la Juan de Fuca, la
Filipina, la Euroasiática, la Antártica, la
Arábiga, la Índica, la del Caribe y la Escocesa.
La teoría de la Tectónica de placas explicó
finalmente que todos estos fenómenos (deriva
continental, formación de cordilleras
continentales y submarinas) son manifestaciones
de procesos de liberación del calor del interior de
la Tierra.
Un avance significativo en el problema de la
formación de los geosinclinales y sus orogenias
ocurrió entre 1908 y 1912 cuando Alfred Wegener
propuso que las masas continentales estaban en
movimiento y que estas se habían fragmentado
de un supercontinente que denominó Pangea.
TECTONICA DE PLACAS
El movimiento de las masas continentales
deformarían los sedimentos geosinclinales
acumulados en sus bordes levantando nuevas
cadenas montañosas. Wegener creía que los
continentes se deslizaban sobre la superficie de
la corteza bajo los océanos como un bloque de
madera sobre una mesa y que esto se debía a
fuerzas de marea producto de deriva de los
polos.
Sin embargo, pronto fue demostrado que estas
fuerzas son del orden de una diez millonésima a
una centésima de millonésima de la fuerza de
gravedad, lo que hacia imposible que estas
pudieran plegar y levantar las masas de las
cordilleras montañosas.
Estos procesos fragmentan la litosfera en
baldosas, hacen que se separen, deriven y
deformen la superficie terrestre.
Las placas se separan o divergen principalmente
en las dorsales centro-oceánicas. Por otra parte,
las zonas de contacto más relevantes se
encuentran en los puntos en los que convergen
las placas oceánicas con las continentales.
Hay cuatro procesos a los que debemos dicho calor:
1) El más importante es la desintegración de los
elementos radiactivos que hay en el manto terrestre y
que son fundamentalmente: potasio-40, uranio-238,
uranio-235 y torio-40.
2) Los residuos del calor original que la Tierra adquirido
durante su formación.
3) Calor debido al rozamiento por la gravedad que hace
que los elementos pesados se desplacen hacia el centro
y los ligeros hacía arriba, al hacerlo, rozan y la fricción
produce calor.
4)Al enfriarse el núcleo aumenta de tamaño, algo similar
a lo que ocurre con el agua al enfriarse, y al hacerlo
desprende calor.[1]
LA TRANSLACION DE LOS
CONTINENTES
En su teoría de la deriva continental, Wegener
invocaba como origen de las fuerzas que
desplazan los continentes, principalmente
aquellas que se derivan de la rotación de la
Tierra y mareas, aunque también llegó a
mencionar las corrientes de convección térmica
en el interior del manto.
En la tectónica de placas, como ya se ha
mencionado, los continentes forman parte de las
placas litosféricas, cuyo espesor es de unos 100
km y que forman realmente las unidades
dinámicas.
Los diversos sistemas de fuerzas que se han
propuesto para explicar el desplazamiento de las
placas se pueden reducir a cuatro. Los dos
primeros están formados por fuerzas que actúan
en los márgenes y en ellas puede actuar el efecto
de la gravedad.
Las placas o bien son empujadas desde los
centros de extensión o dorsales por la acción de
cuña del nuevo material que surge del manto, o
arrastradas desde las zonas de subducción por el
peso de la capa buzante que ha adquirido una
mayor densidad que la del medio que la rodea.
Wegener estudió el movimiento de las placas con su teoría de la deriva continental (separación de continentes y formación de nuevas zonas de continentes). Wegener con su teoría postuló que todos los continentes estaban unidos en la PANGEA, dicho supercontinente estaba rodeado por el mar de Tethys.
Wegener afirmó que ese continente se dividiría en dos : LAURASIA (América del Norte, Europa y Asia) Y GONDWANA (África, Australia, Antártida, India, América del Sur y Madagascar).
A partir de aquí sucede lo siguiente: 1.) Formación parcial del Atlántico Norte. Con la separación de Laurasia.
Formación del océano Índico. Con la separación de Gondwana Australia, Antártida y la India.Se inicia la formación del Mar Mediterráneo.
2.) Formación total del Atlántico Norte. América
del Norte y Europa-Asia están completamente
separadas.
Inicia la formación del Atlántico Sur. Inicio de
separación entre América del Sur y África.
India migra muy rápidamente al hemisferio Norte.
Inicio de separación de Antártida y Australia.
3.) Atlántico Sur totalmente formado. América del
Sur y África totalmente separadas.
India colisiona con Asia.
África colisiona con Europa-Asia. Se forman las
cadenas montañosas (Himalaya, Cordillera Bética,
Alpes, Cáucaso y Pirineos).
Wegener realizó unas pruebas a favor de su
teoría:
Pruebas geográficas (observando el puzzle
terrestre).
Pruebas geológicas (observando la continuidad de
los distintos relieves)
Pruebas paleontológicas (observando los fósiles
que sólo se encontraban en determinados
continentes)
Pruebas climáticas (estudio de los fósiles y las
rocas). Se forman tillitas (rocas sedimentarias de
glaciares) y se encuentran yacimientos de carbono.
LA SUBDUCCION
La subducción de placas es un proceso de
hundimiento de una placa litosférica bajo otra en
un límite convergente, según la teoría de
tectónica de placas.
Generalmente, es la litosfera oceánica, de mayor
peso específico, la que subduce bajo la litosfera
continental, menos densa.
Dado que la temperatura (hasta más de 1.000
grados Celsius) y la presión aumentan con la
profundidad, a una profundidad de 100 kilómetros
una parte de los materiales de la placa en
subducción son liberados (en especial el agua.
La formación de algunos volcanes, montañas,
islas y fosas oceánicas están relacionadas con
los proceso de subducción, deriva continental y
orogénesis.
Las zonas de subducción constituyen una parte
muy importante dentro de la dinámica de los
materiales terrestres. Los materiales subducidos
han cambiado posiblemente las propiedades del
manto, y permitido que la convección se
mantenga. Sismológicamente las zonas de
subducción son caracterizadas por las zonas de
Benioff.
ZONA DE BENIOFF
En geología la zona de Benioff es una zona
sísmica de borde de placa que se extiende junto
a uno de los lados de una fosa oceánica.
Cuando la litosfera oceánica subduce, lo hace
por un plano inclinado, que corta a la superficie
siguiendo un arco marcado por la presencia de
una fosa oceánica.
Donde la placa que subduce roza con la opuesta
se producen terremotos de manera regular,
cuyos focos quedan proyectados en el mapa en
el lado interno o cóncavo del arco dibujado por la
fosa, es decir, por la línea de subducción
El plano de fricción entre las dos placas que convergen se llama plano de Benioff, y es en él donde se concentran los focos o hipocentros de los terremotos.
Que los hipocentros se presentan a mayor profundidad cuanto mayor es la distancia a la fosa fue observado ya por Benioff. Los terremotos que caracterizan a la zona son de tres tipos por su mecanismo:
En la zona más próxima a la fosa, la signatura sísmica revela un origen distensivo, que se interpreta como efecto del encorvamiento de la litosfera cuando inicia la subducción.
En la parte media y más extensa, los terremotos son de fricción, y se deben a la que se produce entre las dos placas en el plano de Benioff.
Los terremotos más profundos, de 300 km a 700 km de profundidad, y más alejados de la fosa se supone que son resultado de una contracción brusca de los materiales que subducen. Se atribuye a una transición de fase crítica, en la que los materiales se adaptan a la presión adoptando repentinamente estructuras cristalinas más compactas sin cambio de la composición química.
La inclinación del plano de Benioff varía de unas zonas a otras, pero suele ser mayor de 45° (es decir, más cercana a la horizontal).
